近日，Rokid M工作室宣布，國(guó)內(nèi)首個(gè)兼容RISC-V芯片的開源微內(nèi)核操作系統(tǒng)EwokOS移植完成，這也是微內(nèi)核操作系統(tǒng)在RISC-V開源架構(gòu)生態(tài)中的早期探索。
關(guān)于微內(nèi)核的探索
不久前，Google發(fā)布KataOS開源操作系統(tǒng)， 其基礎(chǔ)是seL4 微內(nèi)核。此前，Meta也曾宣布正在開發(fā)面向VR/AR的微內(nèi)核全新操作系統(tǒng)。
VR、AR的興起成為了操作系統(tǒng)變革的推動(dòng)力。隨著未來(lái)交互體驗(yàn)更智能、運(yùn)算能力更強(qiáng)，操作系統(tǒng)作為數(shù)字底座，需要更好地支撐這些能力的發(fā)展和強(qiáng)化。
作為應(yīng)用程序和硬件的橋梁，內(nèi)核是操作系統(tǒng)非常重要的組成部分，同時(shí)也是操作系統(tǒng)的核心。
傳統(tǒng)宏內(nèi)核操作系統(tǒng)越來(lái)越龐大的代碼量導(dǎo)致項(xiàng)目維護(hù)異常困難。 未來(lái)隨著設(shè)備智能化程度越來(lái)越高、驅(qū)動(dòng)模型越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)宏內(nèi)核的維護(hù)測(cè)試工作難以為繼。
區(qū)別于傳統(tǒng)宏內(nèi)核操作系統(tǒng)，EwokOS構(gòu)建了一個(gè)和硬件無(wú)關(guān)的內(nèi)核模式，內(nèi)核狀態(tài)下僅處理IPC、進(jìn)程調(diào)度、內(nèi)存管理等核心任務(wù)。這使內(nèi)核模式的代碼高度精簡(jiǎn)、高效。如果需要，甚至可以把EwokOS內(nèi)核的放入高速cache中運(yùn)行。
此外，EwokOS的驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用程序均完全基于用戶態(tài)開發(fā)，有各自獨(dú)立的進(jìn)程空間。得益于這種設(shè)計(jì)，可以讓各個(gè)驅(qū)動(dòng)間故障互相隔離。因此某一個(gè)驅(qū)動(dòng)的故障無(wú)法對(duì)系統(tǒng)整體穩(wěn)定性造成影響。從而讓EwokOS幾乎不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)宏內(nèi)核下的藍(lán)屏、死機(jī)問題。
如何解決微內(nèi)核效率問題
微內(nèi)核依賴大量的IPC通信雖然可以保證各個(gè)模塊之間的安全性，但同時(shí)這個(gè)特效也會(huì)導(dǎo)致額外的性能消耗，因而微內(nèi)核的效率問題成了普及之路的難題。
要解決這種效率開銷，就需要軟硬件結(jié)合，通過定制服務(wù)于微內(nèi)核系統(tǒng)的加速單元、指令集，解決現(xiàn)有微內(nèi)核操作系統(tǒng)的效率問題。RISC-V的高度開放性為這種優(yōu)化帶來(lái)了可能性。
Rokid M工作室和進(jìn)迭時(shí)空?qǐng)F(tuán)隊(duì)在這方面進(jìn)行深度合作，有望在不久的將來(lái)推出基于RISC-V內(nèi)核、針對(duì)微內(nèi)核操作系統(tǒng)優(yōu)化的SOC。
進(jìn)迭時(shí)空是一家專注于研發(fā)新一代架構(gòu)更簡(jiǎn)化、算力更強(qiáng)大、性能更優(yōu)秀的RISC-V架構(gòu)芯片的半導(dǎo)體創(chuàng)新企業(yè)。團(tuán)隊(duì)擁有RISC-V內(nèi)核和芯片從研發(fā)到量產(chǎn)落地的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。
RISC-V因其開放性、設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)潔性以及功耗的優(yōu)勢(shì)，有望成為下個(gè)時(shí)代的主流計(jì)算體系。得益于可定制、可擴(kuò)展的特質(zhì)，RISC-V架構(gòu)更容易面向XR領(lǐng)域應(yīng)用設(shè)計(jì)出具有針對(duì)性和競(jìng)爭(zhēng)力的核，從而更適配特定場(chǎng)景的應(yīng)用需求。
相比ARM提供面向各種通用領(lǐng)域、不限定具體場(chǎng)景的標(biāo)準(zhǔn)處理器，RISC-V的可定制化恰恰是它面向智能時(shí)代重要的優(yōu)勢(shì)。
2020年開始，全球深陷缺芯潮危機(jī)，中國(guó)科技企業(yè)在尖端且核心科技領(lǐng)域也一直面臨“卡脖子”問題。
從手機(jī)平面交互到VR，再到AR虛實(shí)融合交互，每一級(jí)的芯片算力需求都是指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。隨著智能穿戴的進(jìn)化對(duì)處理器的開放需求進(jìn)入新維度，開放指令集架構(gòu)——RISC-V的出現(xiàn)，有望突破以X86、ARM為主的業(yè)內(nèi)生態(tài)，為智能穿戴硬件的發(fā)展帶來(lái)自主可控的“芯”希望。
歡迎更多開發(fā)者一起探索未來(lái)
長(zhǎng)期以來(lái)，Rokid“M工作室”一直致力于探索人機(jī)交互領(lǐng)域前沿技術(shù)、關(guān)注行業(yè)的前瞻性技術(shù)難題，并尋求創(chuàng)新解法。其中包括不遺余力地探索面向未來(lái)的OS系統(tǒng)的無(wú)限可能性；以及面向用戶開發(fā)出更多有趣有料、腦洞大開的AR交互應(yīng)用。
EwokOS的探索，為全自主可控的芯片和操作系統(tǒng)提供了新的可能，也為未來(lái)微內(nèi)核操作系統(tǒng)和AR硬件結(jié)合的探索奠定了基礎(chǔ)。
目前，EwokOS已支持眾多SOC平臺(tái)，包括樹莓派2、3、4， RK3128、 RK3288、 sigma start SSD202等。目前EwokOS社區(qū)也已經(jīng)開發(fā)出電子閱讀器、NES模擬器等應(yīng)用。
EwokOS符合Apache開源協(xié)議，目前也已在GitHub全棧開源（https://github.com/MisaZhu/EwokOS），歡迎更多開發(fā)者加入，和Rokid一起探索人機(jī)交互技術(shù)叢林。
EwokOS開發(fā)者杭州聚會(huì)（從左到右依次為進(jìn)迭時(shí)空創(chuàng)始人陳志堅(jiān)、Rokid M工作室曾滔、進(jìn)迭時(shí)空創(chuàng)始人孫彥邦、EwokOS作者M(jìn)isa）
